CN108675804A - 一种高抗热震莫来石砖及其生产工艺 - Google Patents

一种高抗热震莫来石砖及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于一种高抗热震莫来石砖及其生产工艺，所述高抗热震莫来石砖是由以下重量份数的原料制成：粒度3‑5mm的莫来石7‑13份、粒度1‑3mm的莫来石35‑41份、粒度0‑1mm的莫来石7‑13份、粒度0‑0.5mm的硅线石粉20‑26份、粒度0.088mm的堇青石粉4‑10份、粒度0.03mm的氧化铝粉3‑5份、粒度0.06mm目的广西白泥(含铝量40％)7‑9份、水5‑9份。所述高抗热震莫来石砖生产工艺优化了现有抗热震砖的热震稳定次数、蠕变率、荷重软化温度等物理性能；同时减少组分种类，简化工艺流程，降低制造成本；减少使用过程中遇到极冷、极热时易发生剥落损坏的问题。

Description

一种高抗热震莫来石砖及其生产工艺
技术领域
本发明属于耐火材料领域，具体涉及一种高抗热震莫来石砖及其生产工艺。
背景技术
莫来石指的是一系列由铝硅酸盐组成的矿物统称，莫来石是Al2O3-SiO2系中稳定的二元化合物。莫来石是铝硅酸盐在高温下生成的矿物，人工加热铝硅酸盐时会形成莫来石。天然的莫来石晶体为细长的针状且呈放射簇状。莫来石矿被用来生产高温耐火材料。在复合材料中多作为热障涂层，应用广泛，通常烧结法或电容法等人工合成。
随着国内外工业窑炉向优质、高效、节能、长寿方向发展，耐火材料的技术要求和产品质量将加大改善力度，主要以高荷软、低蠕变、高抗热震的耐火材料为优。目前我们常用的此类产品，多以高铝矾土、莫来石、红柱石等原料，经配料、混炼、机压成型，烧成等工序制成，其不足之处在于因为现有抗热震砖添加有组分繁多的结合剂和添加剂，增加了制造成本，制造工艺复杂化；并且其热震稳定性次数提高次数有限；使用过程中往往会因急冷、急热而出现剥落破裂的现象。
发明内容
本发明的目的在于：公开了一种高抗热震莫来石砖及其生产工艺，通过减少组分种类和改变配比，还提高了主要抗热震次数，降低了蠕变率，提高了荷重软化温度，减少所述高抗热震莫来石砖易发生剥落损坏的问题；简化工艺流程，降低制造成本。
本发明采用的技术方案如下：
一种高抗热震莫来石砖，所述高抗热震莫来石砖是由以下重量份数的原料制成：粒度3-5mm的莫来石7-13份、粒度1-3mm的莫来石35-41份、粒度0-1mm的莫来石7-13份、粒度0-0.5mm的硅线石粉20-26份、粒度0.088mm的堇青石粉4-10份、粒度0.03mm的氧化铝粉3-5份、粒度0.06mm目的广西白泥7-9份、水5-9份。
优选的，所述高抗热震莫来石砖由以下重量份数的原料制成：粒度3-5mm的莫来石8-12份、粒度1-3mm的莫来石37-39份、粒度0-1mm的莫来石8-12份、粒度0-0.5mm的硅线石粉22-24份、粒度0.088mm的堇青石粉6-8份、粒度0.03mm的氧化铝粉3-5份、粒度0.06mm的广西白泥8份、水6-8份。
优选的，所述高抗热震莫来石砖由以下重量份数的原料制成：粒度3-5mm的莫来石10份、粒度1-3mm的莫来石38份、粒度0-1mm的莫来石10份、粒度0-0.5mm的硅线石粉23份、粒度0.088mm的堇青石粉7份、粒度0.03mm的氧化铝粉4份、粒度0.06mm的广西白泥8份、水7份。
其中，广西白泥中的含铝量为40％。
进一步地，所述高抗热震莫来石砖的物理性能如下：抗热震次数达到120次以上，温度1300℃时蠕变率0.8％，荷重软化温度1450℃。抗热震次数的明显提高，以及降低蠕变率，都进一步地保证提高砖的耐热性，延长其使用寿命，降低企业维修成本。
本发明采用的技术方案如下：
一种高抗热震莫来石砖的制备方法包括以下步骤：
(1)混料，将上述配比按比例称量后，先加入粒度3-5mm的莫来石、粒度1-3mm的莫来石、粒度0-1mm的莫来石后加水，然后依次加入硅线石粉、堇青石粉，氧化铝粉混合搅拌10分钟，最后加入广西白泥混合搅拌10分钟，得到混合料；
(2)成型、烘干，将步骤(1)得到的混合料成型，然后进窑烧制，控制烘干温度130℃(烘干时长为6小时)；
(3)烧成，进入高温区烧制1450℃，烧制时间16小时，保温24小时后，即可成型。
进一步地，所述成型步骤采用400吨压力成型机。400吨压力成型机，压制效率高，压制后成型效果好，质量好，延长高抗热震莫来石砖的使用寿命，减少企业的生产成本，进而提高了整个热风炉的安全可靠性。
先加入不同粒度的莫来石和水混合均匀再加入粉料混合，分步加入原料可以提高混合均匀程度，最大化地保证制得的砖每个部分的性能一致，最后加入广西白泥混合均匀可提高混合料的紧密度。
所述硅线石的耐火度高、质地纯净、抗侵蚀性好，煅烧后转变为莫来石和游离二氧化硅，但转变温度和产生的体积膨胀都不同。硅线石做耐火原料时，可以防止在高温和冷却过程中出现裂纹和剥落现象。所述堇青石的热膨胀系数很小，耐火性良好，可以提高耐火砖的抗热震性。所述广西白泥是一种软质高岭土，具有有优良的耐火性，也能使配方中各组分更均匀紧密地混合。
首先，本发明中创新性地以中等粒度莫来石原料含量为主，大粒度莫来石原料和小粒度莫来石原料含量次之，再配合其他原料的尺寸合理级配。传统工艺中主要采用三种不同粒度的莫来石原料，大粒度莫来石原料含量最多，中等粒度莫来石原料和小粒度莫来石原料次之。因为粗粒度颗粒含量多，对提高抗热震性、颗粒紧密堆积有利，但易出现颗粒偏析，表面结构粗糙，边角、棱松散等问题。本发明对原料组分和配比的改变，既能提高莫来石砖的高抗热震性，又解决了颗粒偏析，结构粗糙的问题。莫来石热膨胀系数小，分布均匀，工艺工程中不发生晶型转变所引起的体积变化，颗粒之间有少许裂纹，可以缓冲应力作用，而且，主要原料均是莫来石也保证了煅烧所得的高抗热震莫来石砖的各部分的性能能够最大程度地保持一致，提高稳定性。
其次，本发明只需要添加硅线石粉、堇青石粉、氧化铝粉、广西白泥四种原料即可实现抗震次数的大幅提高，以及优化荷重软化温度和高温蠕变值。上述四种原料的粒度远小于莫来石，与莫来石混合料均匀混合，充分填充莫来石混合料中的间隙，利用氧化铝粉和广西白泥的粘结性和可塑性使得各颗粒和粉粒之间粘结紧密且使得高抗震莫来石砖成型性更强。硅线石和堇青石的添加可以进一步优化高抗震莫来石砖的抗热震次数、蠕变、荷重软化温度等性能。
最后，煅烧过程中各组分相互影响，相互作用，使得制备的高抗热震莫来石砖具有高荷软、高抗热震性能、抗渣性强、高温蠕变值小的性能，从而提高了应用所述高抗热震莫来石砖制得的热风炉的使用寿命。该方法采用的原料易得、成分搭配合理，制备步骤简单。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明中的高抗热震莫来石砖，以莫来石为主料，再加上硅线石粉、堇青石粉、氧化铝粉、广西白泥(含铝量40％)，调整配比后的配方相较于现有技术的配方组分更简单，但是该配方制得的高抗热震莫来石砖的物理性能却又有明显的提升，主要是抗热震次数达到120次以上，蠕变率(1300℃×50h)0.8％，荷重软化温度1450℃，进而延长热风炉的使用寿命，同时提升砖在使用过程中的安全可靠性；
(2)本发明中的高抗热震莫来石砖以中等粒度莫来石原料含量最多，大粒度莫来石原料和小粒度莫来石原料含量次之，再配合其他原料的尺寸合理级配，抗热震次数达到120次以上，不但提高了莫来石砖的高抗热震性，也解决了颗粒偏析，结构粗糙的问题；
(3)该配方原料易得、配方简单合理、成本低廉，其制造、使用和维护成本均处于较低的水平，提高了公司经济效益，极具实用和推广价值。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例所述的一种高抗热震莫来石砖，所述高抗热震莫来石砖由以下重量份数的原料制成：粒度3-5mm的莫来石7份、粒度1-3mm的莫来石41份、粒度0-1mm的莫来石13份、粒度0-0.5mm的硅线石粉26份、粒度0.088mm的堇青石粉10份、粒度0.03mm的氧化铝粉5份、粒度0.06mm的广西白泥(含铝量40％)9份、水9份。
上述的一种高抗热震莫来石砖的制备方法包括以下步骤：
(1)混料，先加入粒度3-5mm的莫来石7份、粒度1-3mm的莫来石41份、粒度0-1mm的莫来石13份后再加水9份，然后依次加入粒度0-0.5mm的硅线石粉26份、粒度0.088mm的堇青石粉10份、粒度0.03mm的氧化铝粉5份混合搅拌10分钟，最后加入粒度0.06mm的广西白泥9份混合搅拌10分钟，得到混合料；
(2)成型、烘干，将步骤(1)得到的混合料在400吨压力成型机中成型，然后进窑烧制，控制烘干温度130℃(烘干时长为6小时)；
(3)烧成，进入高温区烧制1450℃，烧制时间16小时，保温24小时后，即可成型。
本实施例所述的一种高抗热震莫来石砖，在多次的实验过程中，测得该高抗热震莫来石砖的物理性能如下：抗热震次数达到120次以上，蠕变率(1300℃×50h)0.8％，荷重软化温度1450℃。上述参数均表现出所述高抗热震莫来石砖的耐热性有明显的提高，适宜使用在热风炉的高温环境内，稳定性优异，不易产生裂纹脱落，影响热风炉正常的生产工艺。
实施例2
本实施例所述的一种高抗热震莫来石砖，所述高抗热震莫来石砖由以下重量份数的原料制成：粒度3-5mm的莫来石13份、粒度1-3mm的莫来石35份、粒度0-1mm的莫来石7份、粒度0-0.5mm的硅线石粉20份、粒度0.088mm的堇青石粉4份、粒度0.03mm的氧化铝粉3份、粒度0.06mm的广西白泥(含铝量40％)7份、水5份。
上述的一种高抗热震莫来石砖的制备方法包括以下步骤：
(1)混料，先加入粒度3-5mm的莫来石13份、粒度1-3mm的莫来石35份、粒度0-1mm的莫来石7份后再加水5份，然后依次加入粒度0-0.5mm的硅线石粉20份、粒度0.088mm的堇青石粉4份、粒度0.03mm的氧化铝粉3份混合搅拌10分钟，最后加入粒度0.06mm的广西白泥7份混合搅拌10分钟，得到混合料；
(2)成型、烘干，将步骤(1)得到的混合料在400吨压力成型机中成型，然后进窑烧制，控制烘干温度130℃(烘干时长为6小时)；
(3)烧成，进入高温区烧制1450℃，烧制时间16小时，保温24小时后，即可成型。
本实施例所述的一种高抗热震莫来石砖，在多次的实验过程中，测得该高抗热震莫来石砖的物理性能如下：抗热震次数达到120次以上，蠕变率(1300℃×50h)0.8％，荷重软化温度1450℃。上述参数均表现出所述高抗热震莫来石砖的耐热性有明显的提高，适宜使用在热风炉的高温环境内，稳定性优异，不易产生裂纹脱落，影响热风炉正常的生产工艺。
实施例3
本实施例所述的一种高抗热震莫来石砖，所述高抗热震莫来石砖由以下重量份数的原料制成：粒度3-5mm的莫来石8份、粒度1-3mm的莫来石39份、粒度0-1mm的莫来石12份、粒度0-0.5mm的硅线石粉24份、粒度0.088mm的堇青石粉8份、粒度0.03mm的氧化铝粉5份、粒度0.06mm的广西白泥(含铝量40％)8份、水8份。
上述的一种高抗热震莫来石砖的制备方法包括以下步骤：
(1)混料，先加入粒度3-5mm的莫来石8份、粒度1-3mm的莫来石39份、粒度0-1mm的莫来石12份后再加水8份，然后依次加入粒度0-0.5mm的硅线石粉24份、粒度0.088mm的堇青石粉8份、粒度0.03mm的氧化铝粉5份混合搅拌10分钟，最后加入粒度0.06mm的广西白泥8份混合搅拌10分钟，得到混合料；
(2)成型、烘干，将步骤(1)得到的混合料在400吨压力成型机中成型，然后进窑烧制，控制烘干温度130℃(烘干时长为6小时)；
(3)烧成，进入高温区烧制1450℃，烧制时间16小时，保温24小时后，即可成型。
本实施例所述的一种高抗热震莫来石砖，在多次的实验过程中，测得该高抗热震莫来石砖的物理性能如下：抗热震次数达到120次以上，蠕变率(1300℃×50h)0.8％，荷重软化温度1450℃。上述参数均表现出所述高抗热震莫来石砖的耐热性有明显的提高，适宜使用在热风炉的高温环境内，稳定性优异，不易产生裂纹脱落，影响热风炉正常的生产工艺。
实施例4
本实施例所述的一种高抗热震莫来石砖，所述高抗热震莫来石砖由以下重量份数的原料制成：粒度3-5mm的莫来石12份、粒度1-3mm的莫来石37份、粒度0-1mm的莫来石8份、粒度0-0.5mm的硅线石粉22份、粒度0.088mm的堇青石粉6份、粒度0.03mm的氧化铝粉3份、粒度0.06mm的广西白泥(含铝量40％)8份、水6份。
上述的一种高抗热震莫来石砖的制备方法包括以下步骤：
(1)混料，先加入粒度3-5mm的莫来石12份、粒度1-3mm的莫来石37份、粒度0-1mm的莫来石8份后再加水6份，然后依次加入粒度0-0.5mm的硅线石粉22份、粒度0.088mm的堇青石粉6份、粒度0.03mm的氧化铝粉3份混合搅拌10分钟，最后加入粒度0.06mm的广西白泥8份混合搅拌10分钟，得到混合料；
(2)成型、烘干，将步骤(1)得到的混合料在400吨压力成型机中成型，然后进窑烧制，控制烘干温度130℃(烘干时长为6小时)；
(3)烧成，进入高温区烧制1450℃，烧制时间16小时，保温24小时后，即可成型。
本实施例所述的一种高抗热震莫来石砖，在多次的实验过程中，测得该高抗热震莫来石砖的物理性能如下：抗热震次数达到120次以上，蠕变率(1300℃×50h)0.8％，荷重软化温度1450℃。上述参数均表现出所述高抗热震莫来石砖的耐热性有明显的提高，适宜使用在热风炉的高温环境内，稳定性优异，不易产生裂纹脱落，影响热风炉正常的生产工艺。
实施例5
本实施例所述的一种高抗热震莫来石砖，所述高抗热震莫来石砖由以下重量份数的原料制成：粒度3-5mm的莫来石10份、粒度1-3mm的莫来石38份、粒度0-1mm的莫来石10份、粒度0-0.5mm的硅线石粉23份、粒度0.088mm的堇青石粉7份、粒度0.03mm的氧化铝粉4份、粒度0.06mm的广西白泥(含铝量40％)8份、水7份。
上述的一种高抗热震莫来石砖的制备方法包括以下步骤：
(1)混料，先加入粒度3-5mm的莫来石10份、粒度1-3mm的莫来石38份、粒度0-1mm的莫来石10份后再加水7份，然后依次加入粒度0-0.5mm的硅线石粉23份、粒度0.088mm的堇青石粉7份、粒度0.03mm的氧化铝粉4份混合搅拌10分钟，最后加入粒度0.06mm的广西白泥8份混合搅拌10分钟，得到混合料；
(2)成型、烘干，将步骤(1)得到的混合料在400吨压力成型机中成型，然后进窑烧制，控制烘干温度130℃(烘干时长为6小时)；
(3)烧成，进入高温区烧制1450℃，烧制时间16小时，保温24小时后，即可成型。
本实施例所述的一种高抗热震莫来石砖，在多次的实验过程中，测得该高抗热震莫来石砖的物理性能如下：抗热震次数达到120次以上，蠕变率(1300℃×50h)0.8％，荷重软化温度1450℃。上述参数均表现出所述高抗热震莫来石砖的耐热性有明显的提高，适宜使用在热风炉的高温环境内，稳定性优异，不易产生裂纹脱落，影响热风炉正常的生产工艺。
对比例1
本对比例所述的一种高抗热震莫来石砖，所述高抗热震莫来石砖由以下重量份数的原料制成：粒度3-5mm的莫来石30份、粒度1-3mm的莫来石25份、粒度0-1mm的莫来石10份、粒度0-0.5mm的硅线石粉23份、粒度0.088mm的堇青石粉7份、粒度0.03mm的氧化铝粉4份、粒度0.06mm的广西白泥(含铝量40％)8份、水7份。
上述的一种高抗热震莫来石砖的制备方法包括以下步骤：
(1)混料，先加入粒度3-5mm的莫来石30份、粒度1-3mm的莫来石25份、粒度0-1mm的莫来石10份后再加水7份，然后依次加入粒度0-0.5mm的硅线石粉23份、粒度0.088mm的堇青石粉7份、粒度0.03mm的氧化铝粉4份混合搅拌10分钟，最后加入粒度0.06mm的广西白泥8份混合搅拌10分钟，得到混合料；
(2)成型、烘干，将步骤(1)得到的混合料在400吨压力成型机中成型，然后进窑烧制，控制烘干温度130℃(烘干时长为6小时)；
(3)烧成，进入高温区烧制1450℃，烧制时间16小时，保温24小时后，即可成型。
本对比例所述的一种高抗热震莫来石砖，在多次的实验过程中，测得该高抗热震莫来石砖的物理性能如下：抗热震次数达到100次以上，蠕变率(1300℃×50h)0.9％，荷重软化温度1450℃。上述对比例与实施例5对比发现，将粒度3-5mm的莫来石添加到30份，粒度1-3mm的莫来石降低到25份，对比例中的高抗热震莫来石砖虽然荷重软化温度保持不变，但是抗震次数还是有所降低，所以改变不同粒度莫来石砖的配比，可以明显提升抗热震次数，提高耐热性，使其更适用于高温环境。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种高抗热震莫来石砖,其特征在于：所述高抗热震莫来石砖是由包括重量份数的原料制成：粒度3-5mm的莫来石7-13份、粒度1-3mm的莫来石35-41份、粒度0-1mm的莫来石7-13份、粒度0-0.5mm的硅线石粉20-26份、粒度0.088mm的堇青石粉4-10份、粒度0.03mm的氧化铝粉3-5份、粒度0.06mm目的广西白泥7-9份、水5-9份。
2.根据权利要求1所述的一种高抗热震莫来石砖,其特征在于：所述高抗热震莫来石砖由以下重量份数的原料制成：粒度3-5mm的莫来石8-12份、粒度1-3mm的莫来石37-39份、粒度0-1mm的莫来石8-12份、粒度0-0.5mm的硅线石粉22-24份、粒度0.088mm的堇青石粉6-8份、粒度0.03mm的氧化铝粉3-5份、粒度0.06mm的广西白泥8份、水6-8份。
3.根据权利要求2所述的一种高抗热震莫来石砖,其特征在于：所述高抗热震莫来石砖由以下重量份数的原料制成：粒度3-5mm的莫来石10份、粒度1-3mm的莫来石38份、粒度0-1mm的莫来石10份、粒度0-0.5mm的硅线石粉23份、粒度0.088mm的堇青石粉7份、粒度0.03mm的氧化铝粉4份、粒度0.06mm的广西白泥8份、水7份。
4.根据权利要求1所述的一种高抗热震莫来石砖，其特征在于：所述高抗热震莫来石砖的物理性能如下：抗热震次数达到120次以上，温度1300℃时蠕变率0.8％，荷重软化温度1450℃。
5.一种权利要求1-4任一项所述的高抗热震莫来石砖的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)混料，将上述配比按比例称量后，先加入粒度3-5mm的莫来石、粒度1-3mm的莫来石、粒度0-1mm的莫来石后加水，然后依次加入硅线石粉、堇青石粉，氧化铝粉混合搅拌10分钟，最后加入广西白泥混合搅拌10分钟，得到混合料；
(2)成型、烘干，将步骤(1)得到的混合料成型，然后进窑烧制，控制烘干温度130℃，烘干6小时；
(3)烧成，进入高温区烧制1450℃，烧制时间16小时，保温24小时后，即得所述高抗热震莫来石砖。
6.根据权利要求5所述的一种高抗热震莫来石砖的生产工艺，其特征在于：所述成型步骤采用400吨压力成型机。
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